[发明专利]适用于姿势稳定度评估与训练的复健系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种复健系统，尤其涉及一种利用微型惯性组件量测人体姿势稳定评估与训练的 复健系统。

背景技术

维持姿势稳定度是一般人体质量中心(CenterofMass,COM)受到干扰时，最常用来维持平 衡的平衡策略之一，亦是日常生活中常见的功能性动作，对于平衡控制是很大的挑战。人体若无 法保持姿势稳定，则容易跌倒。目前临床上人体重心稳定度训练的相关设备缺乏，导致相关平衡 性复健中难以有针对性地进行阶段性系统训练。因此，如何量测人体姿势稳定度及实时反馈病人 复健状况所最适宜的复健角度范围，即是本发明所欲解决的问题。

现有技术中研究“动作”的实验室利用人体动作的生物力学分析人体姿势稳定度是否正常， 并且病理动作对身体的控制方式可藉由实验室之仪器设备来侦测。然而人体姿势稳定度侦测牵涉 复杂的神经肌肉骨骼系统以及各种外在环境因素影响，因此合理的实验设计、实验设备，与实验 分析者的耐心与细心皆对研究结果影响很大。另外，在实验分析后，如何判断和解读各类动作分 析参数的数据，并从众多的时间与空间参数、运动学参数、动力学参数与肌肉活动参数资料中， 归纳出合理的解释，都在考验人体姿势稳定度研究者的智慧与经验。

人体姿势稳定度侦测因受到设备及量测环境的限制，因此一般仅局限于实验室环境以测力板 (forceplate)测得足底压力中心(COP)讯号再经运算间接推估出人体质量中心(COM)的变化并搭 配复杂的动作分析系统方可精确地获得人体姿势稳定度参数。由于人体动作分析系统是通过记录 固定于人体身上的传感器，进而推算出人在三维空间中静态站立的晃动轨迹与坐标。该人体动作 分析系统不仅价格昂贵，且其人体相对参考坐标的推算过程与晃动数据的后处理相当繁琐。此外， 人体动作分析系统及其外围设备的架设步骤繁琐更需要特定的空间。

发明内容

本发明的一个目的是克服现有技术的不足，提供一种构成简单、使用方便的人体姿势稳定度 评估与训练系统。

为实现该目的，本发明的适用于姿势稳定度评估与训练的复健系统包含：一传感器、一微电 脑控制器及一无线传输单元，该传感器包含一惯性传感器。

进一步地，传感器所量测之身体晃动角度变化，经微电脑控制器转换成模拟讯号后，由无线 传输单元与一处理单元进行数据交换传输。

进一步地，处理单元包含一发声器和一显示屏。

进一步地，传感器、微电脑控制器、无线传输单元被装在一个壳体内。

进一步地，壳体可通过一固定部固定于人体。

进一步地，惯性传感器为三轴惯性传感器。

进一步地，三轴惯性传感器为一三轴加速度计、或三轴陀螺仪、或三轴电子罗盘、或高度计。

进一步地，三轴惯性传感器包含三个坐标方向的X、Y、Z轴，定义代表左右方向上的测量值 为a，代表上下方向上的测量值为b，代表前后方向上的测量值为c，人体晃动倾斜角度值的计算 式为：

进一步地，测量到的受测者在前、后、左、右方向上的最大倾斜角度被设定为复健训练的目 标倾斜角度值。

进一步地，当受测者在某一方向上的倾斜角度超过目标值三次时，系统自动增加复健角度范 围的值作为新的目标倾斜角度值。

通过本发明提供的姿势稳定度评估与训练系统，以微型惯性组件被设置于人体上来感测人体 晃动的角度，通过微型惯性组件对人体质量中心垂直于地面的倾斜角度进行感测，因而只需要设 置高精密度的微型惯性组件，即可到良好的侦测效果。

附图说明

图1为本发明首选实施方式的复健系统的结构方块示意图。

图2为本发明首选实施方式的复健系统的架构示意图。

图3为本发明首选实施方式的复健系统的人体晃动倾斜角度计算的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步的阐述。